DE102012105395A1

DE102012105395A1 - Systeme und Verfahren zur Verwendung bei der Überwachung des Betriebs einer rotierenden Einrichtung

Info

Publication number: DE102012105395A1
Application number: DE102012105395A
Authority: DE
Inventors: Charles David Whitefield II
Original assignee: General Electric Co
Current assignee: General Electric Co
Priority date: 2011-06-21
Filing date: 2012-06-21
Publication date: 2013-03-07
Also published as: JP2013003148A; US8655621B2; DK201270330A; CN102840033A; US20120330606A1

Abstract

Ein System (130) zur Überwachung des Betriebs einer rotierenden Einrichtung (100) enthält mindestens einen Sensor (134), der dazu eingerichtet ist, eine Position einer Komponente (102) einer rotierenden Einrichtung relativ zu einer vordefinierten Achse (146) zu erfassen und ein Signal zu erzeugen, das die Komponentenposition kennzeichnet. Ein Prozessor (200), der mit dem Sensor verbunden ist, ist dafür programmierte, mehrere Eigenschaftswerte der Komponente wenigsten teilweise auf der Grundlage der Position zu berechnen und wenigsten einen zeitlichen Schwingungsverlauf (304) auf der Grundlage wenigstens eines Teils der Komponenteneigenschaftswerte grafisch darzustellen. Der Prozessor (200) ist ferner dafür programmiert, wenigstens eine Umlaufkurve (312) auf der Grundlage wenigstens eines Teils der mehreren Komponenteneigenschaftswerte grafisch darzustellen und (414) den zeitlichen Schwingungsverlauf mit der Umlaufkurve zu synchronisieren. Der zeitliche Schwingungsverlauf kennzeichnet eine Position der Komponente entlang der Achse, und die Umlaufkurve kennzeichnet eine Position der Komponente in einer vordefinierten Ebene (150).

Description

HINTERGRUND ZU DER ERFINDUNG
Die hierin beschriebene Erfindung betrifft allgemein Überwachungssysteme und spezieller Systeme und Verfahren zur Verwendung bei der Überwachung des Betriebs einer rotierenden Einrichtung.
Bekannte Maschinen können während des Betriebs Schwingungen oder ein sonstiges Verhalten aufweisen. Sensoren können genutzt werden, um ein solches Verhalten zu erfassen und beispielsweise ein Maß einer in einer Motorantriebswelle auftretenden Schwingung, eine Winkelposition oder Verschiebung der Motorantriebswelle und/oder eine sonstige geeignete Betriebscharakteristik einer Maschine oder eines Elektromotors zu ermitteln. Häufig sind die Sensoren mit einem Überwachungssystem verbunden, das mehrere Monitore und wenigstens einen Prozessor enthält. Das Überwachungssystem nimmt Signale auf, die Messwerte kennzeichnen, die von den Sensoren her erfasst sind, und überträgt die betreffenden Messwerte zu einer Diagnoseplattform, die die Messwerte in einer für einen Anwender nutzbaren Form auf einem Display wiedergibt.
Allerdings weisen zumindest einige bekannte Diagnoseplattformen möglicherweise nur beschränkten Raum auf, um darin Messwerte anzuzeigen, die von Sensoren her aufgenommen sind. Bekannte diagnostische Systeme können daher einer Fachkraft oder einem Benutzer zu einem Zeitpunkt lediglich einen Teilsatz gewünschter Messdaten auf dem Schirm anzeigen. Die Fachkraft oder der Benutzer ist somit möglicherweise nicht in der Lage, Betriebsfehlfunktionen und/oder Fehler in einer Maschine einfach und/oder rasch zu diagnostizieren. Diese Erschwernis und/oder Verzögerung der Diagnose von Fehlfunktionen und/oder Fehlern kann Schäden an der Maschine nach sich ziehen und/oder kann unerwünscht dazu führen, dass die Maschine für einige Zeit nicht einsatzfähig ist.
KURZBESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
In einem Ausführungsbeispiel ist ein System zur Verwendung bei der Überwachung des Betriebs einer rotierenden Einrichtung geschaffen. Zu dem System gehören: mindestens ein Sensor, der dazu eingerichtet ist, eine Position einer Komponente zu erfassen, die relativ zu einer vordefinierten Achse mit der rotierenden Einrichtung verbunden ist, und ein Signal zu erzeugen, das die Position der Komponente kennzeichnet; und ein Prozessor, der mit dem wenigstens einen Sensor verbunden ist. Der Prozessor ist dafür programmiert, mehrere Eigenschaftswerte der Komponente zumindest teilweise auf der Grundlage der Position zu berechnen und wenigsten einen zeitlichen Schwingungsverlauf auf der Grundlage wenigstens eines Teils der mehreren Komponenteneigenschaftswerte grafisch darzustellen, wobei der wenigstens eine zeitliche Schwingungsverlauf eine Position der Komponente längs einer vordefinierten Achse kennzeichnet. Der Prozessor ist außerdem dafür programmiert, wenigstens eine Umlaufkurve auf der Grundlage wenigstens eines Teils der mehreren Komponenteneigenschaftswerte grafisch darzustellen, wobei die wenigstens eine Umlaufkurve eine Position der Komponente in einer vordefinierten Ebene kennzeichnet, und den wenigstens einen zeitlichen Schwingungsverlauf mit der wenigstens einen Umlaufkurve zu synchronisieren.
In noch einem Ausführungsbeispiel ist ein von einem Rechner auslesbares Speichermedium vorgesehen, auf dem von einem Computer ausführbare Befehle verkörpert sind, wobei die von einem Computer ausführbaren Befehle, wenn sie durch einen Prozessor ausgeführt werden, den Prozessor dazu veranlassen, ein Signal aufzunehmen, das eine Position einer Komponente, die mit einer rotierenden Einrichtung verbunden ist, relativ zu einer vordefinierten Achse kennzeichnet, und zumindest teilweise auf der Grundlage der Position mehrere Eigenschaftswerte der Komponente zu berechnen. Der Prozessor wird ferner dazu veranlasst, wenigstens einen zeitlichen Schwingungsverlauf auf der Grundlage wenigstens eines Teils der mehreren Komponenteneigenschaftswerte grafisch darzustellen, wenigstens eine Umlaufkurve auf der Grundlage wenigstens eines Teils der mehreren Komponenteneigenschaftswerte grafisch darzustellen, und den wenigstens einen zeitlichen Schwingungsverlauf mit der wenigstens einen Umlaufkurve zu synchronisieren. Der wenigstens eine zeitliche Schwingungsverlauf kennzeichnet eine Position der Komponente längs der vordefinierten Achse, und die wenigstens eine Umlaufkurve kennzeichnet eine Position der Komponente in einer vordefinierten Ebene.
In einem weiteren Ausführungsbeispiel ist ein Verfahren zum Überwachen des Betriebs einer eine Komponente aufweisenden rotierenden Einrichtung mit den Schritten geschaffen: Aufnehmen eines Signals, das eine Position der Komponente relativ zu einer vordefinierten Achse kennzeichnet; und Berechnen mehrerer Eigenschaftswerte der Komponente zumindest teilweise auf der Grundlage der Position. Das Verfahren beinhaltet ferner die Schritte: Grafisches Darstellen wenigstens eines zeitlichen Schwingungsverlaufs auf der Grundlage wenigstens eines Teils der mehreren Komponenteneigenschaftswerte; grafisches Darstellen wenigstens einer Umlaufkurve auf der Grundlage wenigstens eines Teils der mehreren Komponenteneigenschaftswerte; und Synchronisieren des wenigstens einen zeitlichen Schwingungsverlaufs mit der wenigstens einen Umlaufkurve. Der wenigstens eine zeitliche Schwingungsverlauf kennzeichnet eine Position der Komponente längs der vordefinierten Achse, und die wenigstens eine Umlaufkurve kennzeichnet eine Position der Komponente in einer vordefinierten Ebene.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
1 veranschaulicht in einem Schema eine exemplarische rotierende Einrichtung.
2 zeigt in einer Querschnittsansicht eine Komponente der in 1 gezeigten rotierenden Einrichtung.
3 zeigt in einem Blockschaltbild ein exemplarisches Überwachungssystem, das in Zusammenhang mit der in 1 gezeigten rotierenden Einrichtung verwendet werden kann.
4 zeigt eine grafische Ansicht einer exemplarischen Displayanzeige, die in Zusammenhang mit dem in 3 gezeigten Überwachungssystem verwendet werden kann.
5 zeigt ein Flussdiagramm eines exemplarischen Verfahrens, das zur Überwachung des Betriebs der in 1 gezeigten rotierenden Einrichtung genutzt werden kann.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER ERFINDUNG
1 zeigt eine schematische Ansicht einer exemplarischen rotierenden Einrichtung 100. 2 zeigt in einer Querschnittsansicht eine Komponente 102, die in der rotierenden Einrichtung 100 genutzt wird. In dem Ausführungsbeispiel ist die rotierende Einrichtung 100 ein Turbinentriebwerkssystem 100, zu dem gehören: ein Ansaugabschnitt 104; ein Verdichterabschnitt 106, der abstromseitig des Ansaugabschnitts 104 angebracht ist; ein Brennkammerabschnitt 108, der abstromseitig des Verdichterabschnitts 106 angebracht ist; ein Turbinenabschnitt 110, der abstromseitig des Brennkammerabschnitts 108 angebracht ist; und ein Auslassabschnitt 112. Eine Laufradwellenanordnung 114 ist mit dem Turbinenabschnitt 110 und dem Verdichterabschnitt 106 verbunden und enthält eine Antriebswelle 116, die sich zwischen dem Turbinenabschnitt 110 und dem Verdichterabschnitt 106 längs einer Mittelachse 118 erstreckt. Mindestens ein Unterstützungselement, beispielsweise wenigstens ein Lager 120, trägt drehbar die Antriebswelle 116. Der Brennkammerabschnitt 108 enthält mehrere Brennkammern 122. Der Brennkammerabschnitt 108 ist mit dem Verdichterabschnitt 106 verbunden, so dass sich jede Brennkammeranordnung 122 in Strömungsverbindung mit dem Verdichterabschnitt 106 befindet.
Eine Brennstoffanordnung 124 ist mit jeder Brennkammeranordnung 122 verbunden, um der Brennkammeranordnung 122 einen Brennstoffzustrom zuzuführen. Der Turbinenabschnitt 110 ist über die Antriebswelle 116 drehbar mit dem Verdichterabschnitt 106 und einem elektrischen Generator 126 verbunden. Der Verdichterabschnitt 106 und der Turbinenabschnitt 110 weisen jeweils wenigstens eine (nicht gezeigte) Laufschaufel oder Verdichterlaufschaufel auf, die an der Laufradwellenanordnung 114 angebracht ist. Die Laufradwellenanordnung 114 enthält eine Laufradwelle 128, die mit dem Generator 126 gekuppelt ist und die dem Generator 126 während des Betriebs der rotierenden Einrichtung 100 Leistung zuführt. Der Generator 126 ist mit einer Energiequelle, beispielsweise mit einem (nicht gezeigten) elektrischen Versorgungsnetz, verbunden, um elektrischen Strom in das Versorgungsnetz einzuspeisen. In einer Abwandlung kann die rotierende Einrichtung 100 auf anderen Konstruktionen basieren und andere Arten von Komponenten benutzen. Beispielsweise kann die rotierende Einrichtung 100 eine Gasturbine, ein anderer Typ einer Turbine und/oder Maschine und/oder eine sonstige Bauart einer Kraftanlage sein bzw. eine solche beinhalten, die es der rotierenden Einrichtung 100 erlaubt, die hierin beschriebene Funktion zu erfüllen.
In dem Ausführungsbeispiel enthält ein Überwachungssystem 130 eine Computervorrichtung 132 und mehrere Sensoren 134, die mit der Computervorrichtung 132 verbunden sind. Darüber hinaus sind die Sensoren 134 in dem Ausführungsbeispiel mit wenigstens einer Komponente 102 der rotierenden Einrichtung 100, beispielsweise mit wenigstens einem Segment 136 der Antriebswelle 116 und/oder der Laufradwelle 128 verbunden bzw. in deren unmittelbarer Nachbarschaft angeordnet. Alternativ oder zusätzlich können die Sensoren 134 mit einer anderen Komponente 102, beispielsweise, jedoch ohne darauf beschränkt zu sein, mit dem Lager 120, verbunden sein oder in deren unmittelbaren Nähe angeordnet sein.
Die Sensoren 134 in dem Ausführungsbeispiel beinhalten einen ersten Schwingungs- oder Abstandssensor 140, einen zweiten Schwingungs- oder Abstandssensor 142 und einen Drehbewegungssensor 144. In Abwandlungen können die Sensoren 134 eine beliebige sonstige Art und/oder Anzahl von Sensoren beinhalten, die es dem Überwachungsystem 130 gestattet, die hier beschriebene Funktion zu erfüllen. In dem Ausführungsbeispiel ist der erste Abstandssensor 140 in unmittelbarer Nähe der Komponente 102 angeordnet, um eine Position und/oder eine Nähe der Komponente 102 längs einer ersten Achse oder x-Achse 146 in Bezug auf den Sensor 140 zu erfassen. Der zweite Abstandssensor 142 ist in unmittelbarer Nähe der Komponente 102 angeordnet, um eine Position und/oder eine Nähe der Komponente 102 längs einer zweiten Achse oder y-Achse 148 in Bezug auf den Sensor 142 zu erfassen. Während 2 die x-Achse 146 längs einer horizontalen Achse ausgerichtet und die y-Achse 148 entlang einer vertikalen Achse ausgerichtet veranschaulicht, sollte verständlich sein, dass die x-Achse 146 und/oder die y-Achse 148 längs einer beliebigen geeigneten Achse ausgerichtet sein können, um dem Überwachungssystem 130 zu ermöglichen, die hier beschriebene Funktion zu erfüllen. In dem Ausführungsbeispiel sind die x-Achse 146 und die y-Achse 148 zueinander senkrecht, und beide verlaufen rechtwinklig zu der Mittelachse 118. Der erste Abstandssensor 140 und der zweite Abstandssensor 142 wirken zusammen, um eine Position der Komponente 102 in einer zweidimensionalen kartesischen Bezugsebene 150 oder x-y-Ebene 150 zu erfassen, die senkrecht zu der Mittelachse 118 verläuft. Der erste Abstandssensor 140 und der zweite Abstandssensor 142 senden Signale, die die erfasste Position der Komponente 102 kennzeichnen, zu der Computervorrichtung 132.
In dem Ausführungsbeispiel erfasst der Sensor 144 eine Drehung der Komponente 102. Im Besonderen detektiert der Drehungssensor 144 in dem Ausführungsbeispiel eine Markierung, die mit der Komponente 102 verbunden ist oder ein Bestandteil derselben ist und, ohne darauf beschränkt zu sein, einen Magnetstreifen, ein Material, das sich von einem Material der Komponente 102 unterscheidet und/oder eine (nicht gezeigte) vordefinierte Marke oder Kerbe auf der Komponente 102 beinhalten kann, bei jeder Umdrehung der Komponente 102 oder während eines vordefinierten Teils einer Umdrehung der Komponente 102, während die Markierung oder Kerbe rotierend an dem Sensor 144 vorbeistreicht. In dem Ausführungsbeispiel sendet der Sensor 144 ein die Detektion der Markierung oder Kerbe kennzeichnendes Signal zu der Computervorrichtung 132, um die Ermittlung einer Drehzahl der Komponente 102 zu ermöglichen. Darüber hinaus wird jeder Sensor 134 in dem Ausführungsbeispiel synchron abgetastet, so dass die Computervorrichtung 132 Messwerte von jedem Sensor 134 im Wesentlichen zum selben Zeitpunkt aufnimmt, um die Synchronisierung einer Anzeige von Daten durchzuführen, die von jedem Sensor 134 her aufgenommen sind.
Im Betrieb kanalisiert der Ansaugabschnitt 104 Luft in Richtung des Verdichterabschnitts 106. Der Verdichterabschnitt 106 steigert den Druck und die Temperatur der Einlassluft und entlässt die verdichtete Luft in Richtung des Brennkammerabschnitts 108. Der Brennstoff wird von der Brennstoffanordnung 124 zu jeder Brennkammeranordnung 122 kanalisiert, wobei der Brennstoff mit der verdichteten Luft vermischt und in dem Brennkammerabschnitt 108 gezündet wird. Der Brennkammerabschnitt 108 leitet Verbrennungsgase zu dem Turbinenabschnitt 110, in dem thermische Energie des Gasstroms in mechanische Rotationsenergie umgewandelt wird, um den Verdichterabschnitt 106 und/oder den Generator 126 über die Antriebswelle 116 anzutreiben. Die Abgase verlassen den Turbinenabschnitt 110 und strömen durch den Auslassabschnitt 112 in die Umgebungsluft.
Das Überwachungssystem 130 überwacht wenigstens eine Bedingung der rotierenden Einrichtung 100 und/oder der Komponente 102. Im Besonderen erfasst der erste Abstandssensor 140 in dem Ausführungsbeispiel eine Position der Komponente 102 längs der x-Achse 146, und der zweite Abstandssensor 142 erfasst eine Position der Komponente 102 längs der y-Achse 148. Der Drehbewegungssensor 144 erfasst eine Drehbewegung der Komponente 102. Jeder Sensor 134 übermittelt ein entsprechendes Messsignal an die Computervorrichtung 132 zur Verarbeitung und/oder zur Anzeige auf einem Bildschirm, wie es weiter unten eingehender beschrieben ist. Beispielsweise kann die erfasste Position der Komponente 102 längs der x-Achse 146 in dem Ausführungsbeispiel genutzt werden, um eine Bewegung oder eine Schwingung der Komponente 102 in Relation zu dem ersten Abstandssensor 140 zu bestimmen und/oder anzuzeigen, und die erfasste Position der Komponente 102 längs der y-Achse 148 kann genutzt werden, um eine Bewegung oder eine Schwingung der Komponente 102 in Relation zu dem zweiten Abstandssensor 142 zu bestimmen und/oder anzuzeigen.
3 zeigt in einem Blockschaltbild ein exemplarisches Überwachungssystem 130, das in Zusammenhang mit der (in 1 gezeigten) drehenden Einrichtung 100 verwendet werden kann. In dem Ausführungsbeispiel enthält das Überwachungssystem 130 eine Computervorrichtung 132, die in Datenaustausch mit den Sensoren 134 verbunden ist. Spezieller enthält das Überwachungssystem 130 den ersten Abstandssensor 140, den zweiten Abstandssensor 142 und den Drehbewegungssensor 144, die mit der Computervorrichtung 132 verbunden sind.
In dem Ausführungsbeispiel enthält die Computervorrichtung 132 einen Prozessor 200, der in Datenaustausch mit einer Speichereinrichtung 202 verbunden ist, um programmierte Befehle auszuführen. In dem Ausführungsbeispiel sind ausführbare Befehle in der Arbeitsspeichervorrichtung 202 gespeichert. In Abwandlungen können ausführbare Befehle von einer anderen Vorrichtung über ein Rechnernetzwerk abgerufen werden. In dem Ausführungsbeispiel lässt sich die Computervorrichtung 132 durch eine Programmierung des Prozessors 200 programmieren, um einen oder mehrere hierin beschriebene Arbeitsschritte durchzuführen. Beispielsweise kann der Prozessor 200 programmiert werden, indem ein Betrieb als ein oder mehrere ausführbare Befehle kodiert wird, und die ausführbaren Befehle in der Speichereinrichtung 202 bereitgestellt werden. Darüber hinaus kann der Prozessor 200 in einem Ausführungsbeispiel eine oder (z. B. in einer Mehrkernkonfiguration) mehrere Prozessoreinheiten enthalten.
Der Prozessor 200 kann, ohne darauf beschränkt zu sein, eine Universal-Zentraleinheit (CPU), eine Grafikprozessoreinheit (GPU), einen Mikrocontroller, einen Computerprozessor mit reduziertem Befehlssatz (RISC), einen anwendungsspezifischen integrierten Schaltkreis (ASIC), eine programmierbare Logikschaltung (PLC) und/oder einen beliebige sonstigen Schaltkreis oder Prozessor beinhalten, der in der Lage ist, die hier beschriebenen Funktionen auszuführen. Die oben erwähnten Beispiele sind lediglich exemplarisch und sollen daher keinesfalls die Definition und/oder Bedeutung des Begriffs Prozessor beschränken.
In dem Ausführungsbeispiel basiert die Speichereinrichtung 202 auf einer oder mehreren Einrichtungen, die eine selektive Speicherung und Abrufung von Daten, z. B. von ausführbaren Befehlen und/oder sonstigen Daten, ermöglicht. Die Speichereinrichtung 202 beinhaltet ein oder mehrere von einem Computer auslesbare Medien, beispielsweise, ohne darauf beschränken zu wollen, einen dynamischen Direktzugriffsspeicher (DRAM), einen statischen Direktzugriffsspeicher (SRAM), ein Festkörperlaufwerk und/oder eine Festplatte. Die Speichereinrichtung 202 kann, ohne darauf beschränken zu wollen, dazu eingerichtet sein, ausführbare Befehle und/oder beliebige sonstige Daten zu speichern, die sich zur Verwendung in Zusammenhang mit den hierin beschriebenen Verfahren eignen.
In dem Ausführungsbeispiel enthält die Computervorrichtung 132 eine Präsentationsschnittstelle 204, die mit dem Prozessor 200 verbunden ist. Die Präsentationsschnittstelle 204 ist dazu eingerichtet, Daten, beispielsweise, jedoch ohne darauf beschränkt zu sein, mehrere (in 3 nicht gezeigte) Komponenteneigenschaftswerte und/oder Spuren, für einen Benutzer 206 auszugeben (z. B. auf einem Display anzuzeigen, zu drucken und/oder in sonstiger Weise auszugeben). Beispielsweise kann die Präsentationsschnittstelle 204 einen (in 2 nicht gezeigten) Displayadapter enthalten, der mit einer Anzeigevorrichtung verbunden ist, beispielsweise mit einer Kathodenstrahlröhre (CRT), einem Flüssigkristalldisplay (LCD), einem organische Leuchtdioden verwendenden (OLED-)Display und/oder einem auf ”elektronischem Papier” basierenden Display. In einem Ausführungsbeispiel beinhaltet die Präsentationsschnittstelle 204 mehr als eine Anzeigevorrichtung.
Die Computervorrichtung 132 enthält in dem Ausführungsbeispiel eine Eingabeschnittstelle 208, die Eingaben von dem Benutzer 206 aufnimmt. Beispielsweise kann die Eingabeschnittstelle 208 eine Auswahl einer Bewegung einer (in 3 nicht gezeigten) Markierung aufnehmen, die durch die Präsentationsschnittstelle 204 auf dem Bildschirm angezeigt wird, und/oder kann beliebige sonstige Daten aufnehmen, die sich zur Verwendung in Zusammenhang mit den hierin beschriebenen Verfahren und Systemen eignen. In dem Ausführungsbeispiel ist die Eingabeschnittstelle 208 mit dem Prozessor 200 verbunden und kann beispielsweise eine Tastatur, einen Wählknopf, ein Zeigergerät, eine Maus, einen Stift, ein auf Berührung ansprechendes Paneel (z. B. ein Touchpad oder einen Touch-Screen), ein Gyroskop, einen Beschleunigungsmesser, einen Positionssensor und/oder eine Audio-Eingabeschnittstelle beinhalten. Eine einzelne Komponente, beispielsweise ein Touch-Screen, kann sowohl als eine Anzeigevorrichtung der Präsentationsschnittstelle 204 als auch als Eingabeschnittstelle 208 dienen.
In dem Ausführungsbeispiel enthält die Computervorrichtung 132 außerdem eine Sensorschnittstelle 210, die mit wenigstens einem Sensor 134 verbunden ist. Jeder Sensor 134 sendet ein Signal aus, das im Wesentlichen einer erfassten Bedingung der Komponente 102 entspricht, beispielsweise einer erfassten Position und/oder Drehzahl der Komponente 102. Jeder Sensor 134 kann ein Signal fortlaufend, periodisch oder lediglich einmalig und/oder mit einer beliebigen sonstigen Signalzeitsteuerung senden, die es der Computervorrichtung 132 gestattet, die hier beschriebene Funktion zu erfüllen. Darüber hinaus kann jeder Sensor 134 ein Signal in einer analogen Form oder in einer digitalen Form senden.
Die Computervorrichtung 132 enthält eine Datenkommunikationsschnittstelle 212, die mit dem Prozessor 200 verbunden ist. Die Datenkommunikationsschnittstelle 212 ist in Datenaustausch mit einer entfernt angeordneten Einrichtung, beispielsweise einem Server, einem Computer und/oder einer weiteren Computervorrichtung 132 verbunden. Beispielsweise kann die Datenkommunikationsschnittstelle 212, ohne darauf beschränken zu wollen, einen verdrahteten Netzwerkadapter, einen drahtlosen Netzwerkadapter und/oder einen mobilen Telekommunikationsadapter beinhalten.
4 zeigt eine grafische Ansicht einer exemplarischen Displayanzeige 300, die durch das (in 1 gezeigte) Überwachungssystem 130 erzeugt werden kann. Im Besonderen wird die Displayanzeige 300 in dem Ausführungsbeispiel durch die (in 1 gezeigte) Computervorrichtung 132, z. B. über den Prozessor 200 und/oder die Präsentationsschnittstelle 204 (beides in 3 gezeigt), dargeboten und/oder erzeugt. Darüber hinaus kann die Displayanzeige 300 durch Eingaben (z. B. Auswahlen und/oder Einträge) aktualisiert werden, die über die (in 3 gezeigte) Eingabeschnittstelle 208 aufgenommen sind. In einem abgewandelten Ausführungsbeispiel werden ein oder mehrere Eingaben über die (in 3 gezeigte) Datenkommunikationsschnittstelle 212 aufgenommen. Beispielsweise kann eine Auswahl über eine Eingabeschnittstelle 208 einer entfernt angeordneten Computervorrichtung 132 aufgenommen sein und kann durch eine Datenkommunikationsschnittstelle 212 der entfernt angeordneten Computervorrichtung 132 übertragen werden. In noch einem Ausführungsbeispiel wird die Displayanzeige 300 auf einer entfernt angeordneten Einrichtung, beispielsweise einem persönlichen digitalen Assistenten (PDA), einem Smartphone, einem Tablet-Computer und/oder einer weiteren Einrichtung angezeigt, die beispielsweise über die Datenkommunikationsschnittstelle 212 mit der Computervorrichtung 132 verbunden ist.
In dem Ausführungsbeispiel nimmt das Überwachungssystem 130 von den (in 1 gezeigten) Sensoren 134 her Signale auf, die gemessene Bedingungen der (in 2 gezeigten) Komponente 102 kennzeichnen. Der Prozessor 200 berechnet oder bestimmt mehrere (nachstehend als ”Komponenteneigenschaften” bezeichnete) Eigenschaften der (in 1 gezeigten) Komponente 102, die durch das Überwachungssystem 130 auf der Grundlage der aufgenommenen Signale überwacht wird. Darüber hinaus wandelt der Prozessor 200 die Signale in mehrere (nachstehend als ”Komponenteneigenschaftswerte” bezeichnete) Werte um, die Komponenteneigenschaften und/oder sonstige Bedingungen der Komponente 102 und/oder der rotierenden Einrichtung 100 repräsentieren, und speichert die Werte in der Speichereinrichtung 202. In dem Ausführungsbeispiel können Komponenteneigenschaften und/oder Komponenteneigenschaftswerte, ohne darauf beschränkt zu sein, eine Schwingungsamplitude längs der x-Achse 146, eine Schwingungsamplitude längs der y-Achse 148, eine Schwingungsamplitude in der x-y-Ebene 150, eine Drehgeschwindigkeit oder Frequenz der Komponente 102, eine Phase der Komponente 102 und/oder eine beliebige andere Eigenschaft oder Bedingung der Komponente 102 beinhalten, die es dem Überwachungssystem 130 gestattet, die hier beschriebene Funktion zu erfüllen.
In dem Ausführungsbeispiel übermittelt der Prozessor 200 wenigstens einen Teil oder Teilsatz der Komponenteneigenschaftswerte zu der Präsentationsschnittstelle 204, und die Präsentationsschnittstelle 204 erzeugt die Displayanzeige 300, die dazu dient, die Komponenteneigenschaftswerte für den (in 3 gezeigten) Benutzer 206 grafisch darzustellen. In dem Ausführungsbeispiel zeigt der Prozessor 200 und/oder die Präsentationsschnittstelle 204 die Komponenteneigenschaftswerte über die Displayanzeige 300 im Wesentlichen in Echtzeit an. In dem hier verwendeten Sinne bezieht sich der Begriff ”Echtzeit” auf ein Aufnehmen und/oder Anzeigen von Daten im Wesentlichen unmittelbar, nachdem die Daten erzeugt sind, wobei eine zur Übertragung und/oder Verarbeitung der Daten erforderliche Zeit unberücksichtigt ist. In einer Abwandlung kann der Prozessor 200 die Komponenteneigenschaftswerte von der Arbeitsspeichereinrichtung 202 abrufen, und der Prozessor 200 und/oder die Präsentationsschnittstelle 204 können die Komponenteneigenschaftswerte zu einem späteren Zeitpunkt nach der Erzeugung und/oder Speicherung der Werte anzeigen.
In dem Ausführungsbeispiel zeigt der Prozessor 200 und/oder die Präsentationsschnittstelle 204 auf der Displayanzeige 300 mehrere Spuren 302 an, beispielsweise mehrere zeitliche Schwingungsverläufe und mehrere Umlaufkurven. Wie nachfolgend eingehender beschrieben, veranschaulichen die zeitlichen Schwingungsverläufe grafisch unmittelbare und/oder gefilterte Werte wenigstens einer Komponenteneigenschaft, z. B. einer Schwingungsamplitude längs einer Achse in Abhängigkeit von der Zeit. Die Umlaufkurven veranschaulichen grafisch unmittelbare und/oder gefilterte Werte wenigstens einer Komponenteneigenschaft, z. B. einer Amplitude oder einer Form einer Schwingung in Relation zu einer Ebene und in Relation zur Periode einer Umdrehung der Komponente 102. Im Besonderen beinhalten die zeitlichen Schwingungsverläufe in dem Ausführungsbeispiel einen unmittelbaren Schwingungsverlauf 304 längs der x-Achse, einen gefilterten Schwingungsverlauf 306 längs der x-Achse, einen unmittelbaren Schwingungsverlauf 308 längs der y-Achse und einen gefilterten Schwingungsverlauf 310 längs der y-Achse. Die Umlaufkurven beinhalten eine unmittelbare Umlaufkurve 312 und eine gefilterte Umlaufkurve 314. In einer Abwandlung können die Spuren 302 beliebige sonstige zeitliche Schwingungsverläufe und/oder Umlaufkurven beinhalten, die es dem Überwachungssystem 130 gestatten, die hier beschriebene Funktion zu erfüllen. Darüber hinaus ist jede Spur 302 in dem Ausführungsbeispiel mit jeder anderen Spur 302 synchronisiert. In dem hier verwendeten Sinne bezeichnet der Begriff ”synchronisieren” die bildliche Wiedergabe einer Markierung 316 oder eines sonstigen auf jeder Spur 302 angeordneten Positionsindikators, so dass sich eine Änderung der Position der Markierung 316 auf einer Spur 302 automatisch in einer ähnlichen Änderung einer Position der Markierung 316 auf einer anderen Spur 302 widerspiegelt.
Der unmittelbare Schwingungsverlauf 304 längs der x-Achse und der gefilterte Schwingungsverlauf 306 längs der x-Achse veranschaulichen in dem Ausführungsbeispiel die Position der Komponente 102 längs der x-Achse 146 im Lauf der Zeit. Die Position der Komponente 102 längs der x-Achse 146 entspricht einer Schwingungsamplitude der Komponente 102 längs der x-Achse 146. Spezieller veranschaulicht der unmittelbare Schwingungsverlauf 304 längs der x-Achse eine ungefilterte Schwingungsamplitude der Komponente 102 im Lauf der Zeit. Die Schwingungsamplitude wird durch den Prozessor 200 anhand der Abstandsmessdaten berechnet, die von wenigstens einem Sensor 134, z. B. dem (in 2 gezeigten) ersten Abstandssensor 140, her aufgenommen sind.
In dem Ausführungsbeispiel veranschaulicht der gefilterte Schwingungsverlauf 306 längs der x-Achse eine gefilterte Schwingungsamplitude der Komponente 102 im Lauf der Zeit. Die gefilterte Schwingungsamplitude wird durch den Prozessor 200 anhand der Abstandsmessdaten berechnet, die von wenigstens einem Sensor 134, z. B. dem ersten Abstandssensor 140, her aufgenommen wurden, nachdem die Daten durch ein (nicht gezeigtes) Filter verarbeitet wurden. Das Filter kann ein Tiefpassfilter, ein Hochpassfilter und/oder ein Bandpassfilter sein, das eine Mittenfrequenz in der Nähe beispielsweise einer Rotationsfrequenz der Komponente 102 und/oder der rotierenden Einrichtung 100 aufweist. In einer Abwandlung kann das Filter ein beliebiges sonstiges Filter sein, das es dem Überwachungsystem 130 und/oder der Displayanzeige 300 gestattet, die hier beschriebene Funktion zu erfüllen. Als solches entfernt das Filter in dem Ausführungsbeispiel unerwünschte Frequenzkomponenten aus den von Sensoren 134 her aufgenommenen Signalen, so dass die Amplitude der Schwingung der Komponente 102 isoliert und/oder leichter beobachtet werden kann.
In ähnlicher Weise veranschaulichen der unmittelbare Schwingungsverlauf 308 längs der y-Achse und der gefilterte Schwingungsverlauf 310 längs der y-Achse in dem Ausführungsbeispiel die Position der Komponente 102 längs der y-Achse 148 im Lauf der Zeit. Die Position der Komponente 102 längs der y-Achse 148 entspricht einer Schwingungsamplitude der Komponente 102 längs der y-Achse 148. Der unmittelbare Schwingungsverlauf 308 längs der y-Achse und der gefilterte Schwingungsverlauf 310 längs der y-Achse werden durch den Prozessor 200 unter Verwendung von Daten berechnet und/oder erzeugt, die von wenigstens einem Sensor 134, z. B. dem (in 2 gezeigten) zweiten Abstandssensor 142 her aufgenommen sind. In anderer Hinsicht werden der unmittelbare Schwingungsverlauf 308 längs der y-Achse und der gefilterte Schwingungsverlauf 310 längs der y-Achse erzeugt, wie es im Vorausgehenden mit Bezug auf den unmittelbaren Schwingungsverlauf 304 längs der x-Achse und dem gefilterten Schwingungsverlauf 306 längs der y-Achse beschrieben ist.
In dem Ausführungsbeispiel veranschaulichen die unmittelbare Umlaufkurve 312 und die gefilterte Umlaufkurve 314 die Position und/oder die Schwingung der Komponente 102 in der (in 2 gezeigten) x-y-Ebene 150 im Lauf der Zeit. Spezieller veranschaulicht die unmittelbare Umlaufkurve 312 eine ungefilterte Schwingungsamplitude und/oder Position der Komponente 102 im Lauf der Zeit in Relation zu der x-y-Ebene 150. Die Schwingungsamplitude und/oder Position der Komponente 102 in der x-y-Ebene 150 wird durch den Prozessor 200 anhand der Abstandsmessdaten berechnet, die von mehreren Sensoren 134, z. B. dem ersten Abstandssensor 140 und dem zweiten Abstandssensor 142 her aufgenommen sind. Darüber hinaus veranschaulicht die gefilterte Umlaufkurve 314 in dem Ausführungsbeispiel eine gefilterte Schwingungsamplitude und/oder Position der Komponente 102 im Lauf der Zeit in Relation zu der x-y-Ebene 150. Die gefilterte Schwingungsamplitude und/oder Position der Komponente 102 in der x-y-Ebene 150 wird durch den Prozessor 200 anhand der gefilterten Abstandsmessdaten berechnet, die beispielsweise von dem ersten Abstandssensor 140 und dem zweiten Abstandssensor 142 aufgenommen sind, wie es im Vorausgehenden mit Bezug auf den gefilterten Schwingungsverlauf 306 längs der x-Achse und dem gefilterten Schwingungsverlauf 310 längs der y-Achse beschrieben ist. Die unmittelbare Umlaufkurve 312 und/oder die gefilterte Umlaufkurve 314 veranschaulichen außerdem ein Profil oder eine Form 318 der Schwingung in der x-y-Ebene 150 und/oder eine Richtung 320 der Schwingung der Komponente 102, während die Markierung 316 längs der Kurve 312 und/oder 314 bewegt wird. Im Besonderen sind die unmittelbare Umlaufkurve 312 und/oder die gefilterte Umlaufkurve 314 in dem Ausführungsbeispiel in der Displayanzeige 300 so ausgerichtet, dass sie einer Bezugsebene (d. h. der x-y-Ebene 150) der Komponente 102 entsprechen, so dass die Amplitude, Form 318 und/oder Richtung 320 der in der unmittelbaren Umlaufkurve 312 und/oder in der gefilterten Umlaufkurve 314 veranschaulichten Schwingung einer (nicht gezeigten) Amplitude, Form und/oder Schwingungsrichtung der Komponente 102 entsprechen.
Darüber hinaus weist jede Spur 302 in dem Ausführungsbeispiel eine Phasen- oder Rotationsindikator 322 auf, der visuell oder grafisch jeden Zeitpunkt identifiziert, zu dem die Komponente 102 eine Umdrehung vollendet hat. Der Phasenindikator 322 entspricht den Daten, die von dem (in 2 gezeigten) Drehbewegungssensor 144 her aufgenommen sind. Spezieller berechnet oder bestimmt der Prozessor 200 eine Position des Phasenindikators 322 auf jeder Spur 302 durch Korrelation von Daten, die von dem Drehbewegungssensor 144 her aufgenommen sind, mit Daten, die von mindestens einem weiteren Sensor 134, z. B. dem ersten Abstandssensor 140 und/oder dem zweiten Abstandssensor 142, her aufgenommen sind. Der Phasenindikator 322 stellt für jede Spur 302 einen absoluten Phasenreferenzwert in Relation zu jeder Umdrehung der Komponente 102 bereit und kann genutzt werden, um eine relative Phasendifferenz zwischen Spuren 302 zu identifizieren.
In dem Ausführungsbeispiel gibt der Prozessor 200 und/oder die Präsentationsschnittstelle 204 andere Komponenteneigenschaftswerte und/oder andere Werte, die die Komponente 102 und/oder die rotierende Einrichtung 100 betreffen, auf der Displayanzeige 300 wieder. Solche Werte können, ohne darauf beschränkt zu sein, eine Rotationsfrequenz und/oder eine Drehgeschwindigkeit (in Umdrehungen pro Minute oder in einer anderen Maßeinheit) der Komponente 102 und/oder der rotierenden Einrichtung 100, die relative Phase, die absolute Phase und/oder die Schwingungsamplitude und/oder die Position der Komponente 102 bei der Markierung 316 beinhalten. Spezieller greift der Prozessor 200, wenn jede Markierung 316 an einer Position längs jeder Spur 302 angezeigt oder angeordnet ist, auf die Speichereinrichtung 202 zu, um den einen oder die mehreren Komponenteneigenschaftswerte aufzunehmen, die dem Zeitpunktwert jeder Markierungsposition entsprechen. Der Prozessor 200 und/oder die Präsentationsschnittstelle 204 zeigen den einen oder die mehreren Komponenteneigenschaftswerte, die der Position jeder Markierung 316 entsprechen, auf der Displayanzeige 300 an.
Während des Betriebs zeigt der Prozessor 200 und/oder die Präsentationsschnittstelle 204 in dem Ausführungsbeispiel dem Benutzer 206 über die Displayanzeige 300 mehrere Spuren 302 an. Der Benutzer 206 kann in dem Ausführungsbeispiel veranlassen, dass die Markierung 316 an einer ersten Position auf wenigstens einer Spur 302 angezeigt wird, indem beispielsweise ein Wahlschalter und/oder ein Bereich der Eingabeschnittstelle 208 (beides nicht gezeigt) betätigt wird, um ein erstes Anwendereingabesignal zu erzeugen. In dem Ausführungsbeispiel wird eine Markierung 316 längs mindestens einer anderen Spur 302 (oder längs jeder anderen Spur 302) auf der Grundlage des ersten Anwendereingabesignals an einer zweiten Position in der Displayanzeige 300 angezeigt, und jede Markierung 316 und/oder Position wird mit jeder anderen Markierung 316 und/oder Position synchronisiert. Jede Position längs jeder Spur 302 entspricht einem Zeitwert und einem Komponenteneigenschaftswert zu jenem Zeitpunktwert. Spezieller wird eine erste Markierung 316 an einer gewünschten Position auf einer ersten Spur 302 beispielsweise basierend auf einer Anwendereingabe angeordnet. Jede weitere Markierung 316 wird längs einer entsprechenden Spur 302 an einer Position angeordnet, die demselben Zeitwert entspricht wie der Zeitwert der ersten Markierung 316.
Der Benutzer 206 kann darüber hinaus den Wahlschalter und/oder den Bereich der Eingabeschnittstelle 208 betätigen, um zu veranlassen, dass die Markierung 316 auf der wenigstens einen Spur 302, beispielsweise auf dem wenigstens einen zeitlichen Schwingungsverlauf und/oder auf der wenigstens einen Umlaufkurve, zu einer gewünschten Position bewegt wird. Die Eingabeschnittstelle 208 nimmt die Anwendereingabe auf und übermittelt an den Prozessor 200 ein zweites Anwendereingabesignal, das die Anwendereingabe kennzeichnet. In dem Ausführungsbeispiel berechnet der Prozessor 200 auf der Grundlage des zweiten Anwendereingabesignals, das von der Eingabeschnittstelle 208 her aufgenommen ist, einen Offset-Wert. Der Offset-Wert repräsentiert in dem Ausführungsbeispiel eine Zeitdauer, um die Markierung 316 längs der Spur 302 zu bewegen.
In dem Ausführungsbeispiel berechnet der Prozessor 200 auf der Grundlage des Offset-Werts eine neue oder dritte Position für die Markierung 316 längs der Spur 302, und der Prozessor 200 und/oder die Präsentationsschnittstelle 204 zeigen die Markierung 316 auf dem Display an der neuen Position an. Falls beispielsweise der Benutzer 206 die Eingabeschnittstelle 208 betätigt, um ein Inkrement von 10 Millisekunden (ms) für die Markierung 316 auszuwählen, gibt der Prozessor 200 und/oder die Präsentationsschnittstelle 204 die Markierung 316 auf dem Display längs der Spur 302 an einer Position wieder, die dem vorherigen Zeitwert der Markierung 316 plus 10 ms entspricht.
Der Prozessor 200 berechnet in dem Ausführungsbeispiel für mindestens eine andere Markierung 316 (oder für jede andere Markierung 316) längs einer entsprechenden Spur 302 eine vierte Position, die dem neuen Zeitwert der ersten Markierung 316 entspricht. In dem Ausführungsbeispiel zeigt der Prozessor 200 und/oder die Präsentationsschnittstelle 204 jede andere Markierung 316 an der berechneten Position längs jeder Spur 302 auf dem Display an. Dementsprechend synchronisiert der Prozessor 200 und/oder die Präsentationsschnittstelle 204 die Spuren 302 und/oder die Markierungen 316 miteinander, so dass der Benutzer 206 eine erste Markierung 316 zu einer neuen Zeitposition auf einer ersten Spur 302 bewegen kann, und jede andere Markierung 316 auf jeder anderen Spur 302 wird automatisch mit Blick auf eine neue Zeitposition aktualisiert, die der neuen Position der ersten Markierung 316 entspricht.
5 zeigt ein Flussdiagramm eines exemplarischen Verfahrens 400, das genutzt werden kann, um einen Betrieb der (in 1 gezeigten) drehenden Einrichtung 100 und/oder der (in 2 gezeigten) Komponente 102 zu überwachen. Das Verfahren 400 wird in dem Ausführungsbeispiel zumindest teilweise durch die (in 1 gezeigte) Computervorrichtung 132 durchgeführt und/oder ausgeführt. Beispielsweise sind in dem Ausführungsbeispiel mehrere von einem Computer ausführbare Befehle in einem von einem Rechner auslesbaren Medium, z. B. in der Speichereinrichtung 202, verkörpert. Wenn die Befehle durch einen Prozessor, z. B. den Prozessor 200, ausgeführt werden, veranlassen sie den Prozessor, die Schritte des Verfahrens 400 auszuführen und/oder die hier beschriebene Funktion zu erfüllen.
In dem Ausführungsbeispiel nimmt die Computervorrichtung 132 und/oder der Prozessor 200 von dem (in 2 gezeigten) ersten Abstandssensor 140 ein erstes Signal auf 402, das eine erfasste Position der Komponente 102 relativ zu einer ersten vordefinierten Achse, z. B. der (in 2 gezeigten) x-Achse 146, kennzeichnet. Darüber hinaus nimmt die Computervorrichtung 132 und/oder der Prozessor 200 von dem (in 2 gezeigten) zweiten Abstandssensor 142 ein zweites Signal auf 404, das eine erfasste Position der Komponente 102 relativ zu einer zweiten vordefinierten Achse, z. B. der (in 2 gezeigten) y-Achse 148 kennzeichnet. Ein drittes Signal, das eine erfasste Drehung der Komponente 102 kennzeichnet, wird durch die Computervorrichtung 132 und/oder den Prozessor 200 von dem (in 2 gezeigten) Drehungssensor 144 her aufgenommen 406.
Der Prozessor 200 in dem Ausführungsbeispiel berechnet 408 mehrere Eigenschaftswerte der Komponente 102 zumindest teilweise auf der Grundlage der erfassten Position der Komponente 102 und/oder auf der Grundlage der erfassten Drehung der Komponente 102. Der Prozessor 200 stellt wenigstens einen zeitlichen Schwingungsverlauf, der eine Position der Komponente 102 längs einer vordefinierten Achse kennzeichnet, mittels der Präsentationsschnittstelle 204 (beides in 3 gezeigt) und der (in 4 gezeigten) Displayanzeige 300 für den Benutzer 206 grafisch dar bzw. zeigt ihn auf dem Display an 410. Beispielsweise stellen der Prozessor 200 und/oder die Präsentationsschnittstelle 204 in dem Ausführungsbeispiel den unmittelbaren Schwingungsverlauf 304 und/oder den gefilterten Schwingungsverlauf 306 längs der x-Achse, die die Position der Komponente 102 längs der x-Achse 146 kennzeichnen, grafisch dar 410, und/oder sie stellen den unmittelbaren Schwingungsverlauf 308 längs der y-Achse und/oder den gefilterten Schwingungsverlauf 310 längs der y-Achse (beides in 4 gezeigt), die die Position der Komponente 102 längs der y-Achse 148 kennzeichnen, grafisch dar 410. In dem Ausführungsbeispiel ist der zeitliche Schwingungsverlauf auf wenigstens einem Abschnitt der vielen berechneten Komponenteneigenschaftswerte begründet oder anhand derselben erzeugt.
Darüber hinaus stellt der Prozessor 200 in dem Ausführungsbeispiel wenigstens eine Umlaufkurve, die eine Position der Komponente 102 in einer vordefinierten Bezugsebene, z. B. in der x-y-Ebene 150, kennzeichnet, mittels der Präsentationsschnittstelle 204 und der Displayanzeige 300 für den Benutzer 206 grafisch dar bzw. zeigt sie auf dem Display an 412. Beispielsweise stellen der Prozessor 200 und/oder die Präsentationsschnittstelle 204 in dem Ausführungsbeispiel die unmittelbare Umlaufkurve 312 und/oder die gefilterte Umlaufkurve 314, die die Position der Komponente 102 in der x-y-Ebene 150 kennzeichnen, grafisch dar 412. In dem Ausführungsbeispiel ist die Umlaufkurve auf wenigstens einen Teil der vielen berechneten Komponenteneigenschaftswerte begründet oder wird anhand derselben erzeugt. Darüber hinaus synchronisiert der Prozessor 200 und/oder die Präsentationsschnittstelle 204 414 wenigstens einen zeitlichen Schwingungsverlauf mit wenigstens einer Umlaufkurve. Im Besonderen werden jeder zeitliche Schwingungsverlauf und jede Umlaufkurve in dem Ausführungsbeispiel miteinander synchronisiert 414.
Ein exemplarischer technischer Effekt der hierin beschriebene Verfahren, Systeme und Einrichtungen beinhaltet mindestens: (a) Aufnehmen eines Signals, das eine erfasste Position einer Komponente relativ zu einer vordefinierten Achse kennzeichnet; (b) Berechnen mehrere Eigenschaftswerte einer Komponente zumindest teilweise auf der Grundlage einer erfassten Position der Komponente; (c) grafisches Darstellen wenigstens eines zeitlichen Schwingungsverlaufs auf der Grundlage wenigstens eines Teils mehrerer Komponenteneigenschaftswerte, wobei der wenigstens eine zeitliche Schwingungsverlauf eine Position einer Komponente längs einer vordefinierten Achse kennzeichnet; (d) grafisches Darstellen wenigstens einer Umlaufkurve auf der Grundlage wenigstens eines Teils mehrerer Komponenteneigenschaftswerte, wobei die wenigstens eine Umlaufkurve eine Position einer Komponente in einer vordefinierten Ebene kennzeichnet; und (e) Synchronisieren wenigstens eines zeitlichen Schwingungsverlaufs mit wenigstens einer Umlaufkurve.
Wie hierin beschrieben, ist ein Überwachungssystem geschaffen, das mehrere Sensoren aufweist, die eine Position einer Komponente einer drehenden Einrichtung ertasten oder erfassen. Die Sensoren übertragen Messsignale zu einer Computervorrichtung, die anhand der Signale mehrere Komponenteneigenschaftswerte berechnet. Die Computervorrichtung enthält einen Prozessor und eine Präsentationsschnittstelle, die wenigstens einen Teil der Komponenteneigenschaftswerte einem Benutzer über ein Display anzeigen. Die Komponenteneigenschaftswerte werden in Form von mehreren zeitlichen Schwingungsverläufen und mehreren Umlaufkurven abgebildet. Der Prozessor synchronisiert die Schwingungsverläufe und Kurven, so dass Markierungen, die auf jedem Schwingungsverlauf und auf jeder Kurve angezeigt sind, an derselben zeitlichen Position in Bezug auf sämtliche Schwingungsverläufe und Kurven angeordnet ist. Falls ein Benutzer veranlasst, dass eine Markierung längs einem Schwingungsverlauf oder einer Kurve zu einer neuen Position bewegt wird, veranlasst der Prozessor dass jede andere Markierung automatisch zu einer entsprechenden Position längs eines anderen Schwingungsverlaufs und/oder Kurve bewegt wird, so dass jede Markierung in jedem entsprechenden Schwingungsverlauf bzw. in jeder Kurve an derselben zeitlichen Position in Bezug auf sämtliche sonstige Schwingungsverläufe und Kurven angeordnet ist. Dementsprechend kann ein Benutzer und/oder eine Fachkraft rasch mehrere synchronisierte Komponentenwerte, Schwingungsverläufe und/oder Kurven für eine Komponente einer drehenden Einrichtung auf einem Display überblicken, um die Ermittlung einer Betriebsbedingung der Komponente und/oder der drehenden Einrichtung zu erleichtern.
Die hierin beschriebenen Verfahren und Systeme sind nicht auf die hierin beschriebenen speziellen Ausführungsbeispiele beschränkt. Beispielsweise können Komponenten jedes Systems und/oder Schritte jedes Verfahrens unabhängig und getrennt von hier beschriebenen anderen Komponenten und/oder Schritten genutzt und/oder durchgeführt werden. Darüber hinaus kann jede Komponente und/oder jeder Schritt auch in Zusammenhang mit anderen Systemen, Einrichtungen und Verfahren genutzt und/oder durchgeführt werden.
Die vorliegende Beschreibung verwendet Beispiele, um die Erfindung, einschließlich des besten Modus zu beschreiben, und um außerdem jedem Fachmann zu ermöglichen, die Erfindung in der Praxis einzusetzen, beispielsweise beliebige Einrichtungen und Systeme herzustellen und zu nutzen, und beliebige damit verbundene Verfahren durchzuführen. Der patentfähige Schutzumfang der Erfindung ist durch die Ansprüche definiert und kann andere dem Fachmann in den Sinn kommende Beispiele umfassen. Solche anderen Beispiele sollen in den Schutzumfang der Ansprüche fallen, falls sie strukturelle Elemente aufweisen, die sich von dem wörtlichen Inhalt der Ansprüche nicht unterscheiden, oder falls sie äquivalente strukturelle Elemente mit unwesentlichen Unterschieden gegenüber dem wörtlichen Inhalt der Ansprüche enthalten.
Während die Erfindung anhand vielfältiger spezieller Ausführungsbeispiele beschrieben wurde, wird der Fachmann erkennen, dass die Erfindung auch mit Abwandlungen innerhalb des Schutzbereichs der Ansprüche durchgeführt werden kann.
Ein System 130 zur Überwachung des Betriebs einer rotierenden Einrichtung 100 enthält mindestens einen Sensor 134, der dazu eingerichtet ist, eine Position einer Komponente 102 der rotierenden Einrichtung relativ zu einer vordefinierten Achse 146 zu erfassen und ein Signal zu erzeugen, das die Komponentenposition kennzeichnet. Ein Prozessor 200, der mit dem Sensor verbunden ist, ist dafür programmiert, mehrere Eigenschaftswerte der Komponente wenigsten teilweise auf der Grundlage der Position zu berechnen und wenigsten einen zeitlichen Schwingungsverlauf 304 auf der Grundlage wenigstens eines Teils der Komponenteneigenschaftswerte grafisch darzustellen. Der Prozessor 200 ist außerdem dafür programmiert, wenigstens eine Umlaufkurve 312 auf der Grundlage wenigstens eines Teils der mehreren Komponenteneigenschaftswerte grafisch darzustellen und den zeitlichen Schwingungsverlauf mit der Umlaufkurve zu synchronisieren 414. Der zeitliche Schwingungsverlauf kennzeichnet eine Position der Komponente entlang der Achse, und die Umlaufkurve kennzeichnet eine Position der Komponente in einer vordefinierten Ebene 150.
Bezugszeichenliste

100: Drehende Einrichtung
102: Komponente
104: Ansaugabschnitt
106: Verdichterabschnitt
108: Brennkammerabschnitt
110: Turbinenabschnitt
112: Auslassabschnitt
114: Laufradwellenanordnung
116: Antriebswelle
118: Mittelachse
120: Lager
122: Brennkammeranordnung
124: Brennstoffanordnung
126: Generator
128: Laufradwelle
130: Überwachungssystem
132: Computervorrichtung
134: Sensor
140: Erster Abstandssensor
142: Zweiter Abstandssensor
144: Drehungssensor
146: x-Achse
148: y-Achse
150: x-y-Ebene
200: Prozessor
202: Speichereinrichtung
204: Präsentationsschnittstelle
206: Benutzer
208: Eingabeschnittstelle
210: Sensorschnittstelle
212: Datenkommunikationsschnittstelle
300: Display
302: Spur
304: Unmittelbarer Schwingungsverlauf der x-Achse
306: Gefilterter Schwingungsverlauf der x-Achse
308: Unmittelbarer Schwingungsverlauf der y-Achse
310: Gefilterter Schwingungsverlauf der x-Achse
312: Unmittelbare Umlaufkurve
314: Gefilterte Umlaufkurve
316: Markierung
318: Schwingungsprofil
320: Schwingungsrichtung
322: Phasenindikator
400: Verfahren
402: Aufnehmen eines ersten Signals, das eine erfasste Position einer Komponente relativ zu einer ersten vordefinierten Achse kennzeichnet
404: Aufnehmen eines zweiten Signals, das eine erfasste Position der Komponente relativ zu einer zweiten vordefinierten Achse kennzeichnet
406: Aufnehmen eines dritten Signals, das eine erfasste Drehung der Komponente kennzeichnet
408: Berechnen mehrere Eigenschaftswerte der Komponente
410: Grafisches Darstellen wenigstens eines zeitlichen Schwingungsverlaufs auf der Grundlage wenigstens eines Teils der Komponenteneigenschaftswerte
412: Grafisches Darstellen wenigstens einer Umlaufkurve auf der Grundlage wenigstens eines Teils der Komponenteneigenschaftswerte
414: Synchronisieren wenigstens eines zeitlichen Schwingungsverlaufs mit wenigstens einer Umlaufkurve

Claims

System (130) zur Überwachung des Betriebs einer rotierenden Einrichtung (100), wobei das System enthält: wenigstens einen Sensor (134), der dazu eingerichtet ist, eine Position einer Komponente (102) der rotierenden Einrichtung relativ zu einer vordefinierten Achse (146) zu erfassen und ein Signal zu erzeugen, das die erfasste Komponentenposition kennzeichnet; und einen Prozessor (200), der mit dem wenigstens einen Sensor verbunden ist, wobei der Prozessor für folgende Schritte programmiert ist: Berechnen mehrere Eigenschaftswerte der Komponente zumindest teilweise auf der Grundlage der erfassten Position; grafisches Darstellen wenigstens eines zeitlichen Schwingungsverlaufs (304) auf der Grundlage wenigstens eines Teils der mehreren Komponenteneigenschaftswerte, wobei der wenigstens eine zeitliche Schwingungsverlauf eine Position der Komponente längs der vordefinierten Achse kennzeichnet; grafisches Darstellen wenigstens einer Umlaufkurve (312) auf der Grundlage wenigstens eines Teils der mehreren Komponenteneigenschaftswerte, wobei die wenigstens eine Umlaufkurve eine Position der Komponente in einer vordefinierten Ebene (150) kennzeichnet; und Synchronisieren des wenigstens einen zeitlichen Schwingungsverlaufs mit der wenigstens einen Umlaufkurve.
System (130) nach Anspruch 1, ferner mit einer Eingabeschnittstelle (208), die dazu eingerichtet ist, eine Anwendereingabe aufzunehmen und ein Signal zu erzeugen, das die Anwendereingabe kennzeichnet, wobei der Prozessor (200) außerdem dafür programmiert ist, in Reaktion auf das Anwendereingabesignal eine erste Markierung (316) auf dem wenigstens einen zeitlichen Schwingungsverlauf (304) grafisch darzustellen und eine zweite Markierung auf der wenigstens einen Umlaufkurve (312) grafisch darzustellen.
System (130) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Prozessor (200) dafür programmiert ist, in Reaktion auf eine Anwendereingabe die erste Markierung (316) längs des wenigstens einen zeitlichen Schwingungsverlaufs (304) zu bewegen und die zweite Markierung synchron in Relation zu der ersten Markierung längs der wenigstens einen Umlaufkurve (312) zu bewegen.
System (130) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Prozessor (200) in Reaktion auf eine Anwendereingabe für die erste Markierung (316) eine Position berechnet, die auf dem wenigstens einen zeitlichen Schwingungsverlauf (304) wiederzugeben ist.
System (130) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Prozessor (200) in Reaktion auf die Anwendereingabe für die zweite Markierung (316) eine Position berechnet, die auf der wenigstens einen Umlaufkurve (312) wiederzugeben ist, wobei die Position für die zweite Markierung zumindest teilweise der Position für die erste Markierung entspricht.
System (130) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der wenigstens eine Sensor (134) einen ersten Sensor (140), der dazu eingerichtet ist, eine Position der Komponente (102) längs einer vordefinierten x-Achse (146) zu erfassen, und einen zweiten Sensor (142) beinhaltet, der dazu eingerichtet ist, eine Position der Komponente längs einer vordefinierten y-Achse (148) zu erfassen.
System (130) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der wenigstens eine Sensor (134) zusätzlich einen dritten Sensor (144) aufweist, der dazu eingerichtet ist, eine Drehung der Komponente (102) zu erfassen.
System (130) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Prozessor (200) die mehreren Komponenteneigenschaftswerte auf der Grundlage der erfassten Position und der erfassten Drehung berechnet.
System (130) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, ferner mit einer Speichereinrichtung (202), die mit dem Prozessor (200) verbunden ist, wobei die mehreren Komponenteneigenschaftswerte in der Speichereinrichtung gespeichert sind.
System (130) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei der Prozessor (200) wenigstens einen zeitlichen Schwingungsverlauf (304) und wenigstens eine Umlaufkurve (312) auf der Grundlage der mehreren Komponenteneigenschaftswerte grafisch darstellt, die in der Speichereinrichtung (202) gespeichert sind.